OSAL的按键设计分析

75 阅读 0 评论 50 点赞

我是靠谱客的博主正直黑猫，最近开发中收集的这篇文章主要介绍OSAL的按键设计分析，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

cc2540的OSAL的按键做的很复杂，真心没搞懂为什么做成这样。为了理解OSAL的按键设计，特此分析一下。

我们以按键的状态变化为线索，看看各个模块的作用，以及变量是怎么变化的。

按键设计总体上可以分为2部分，按键初始化和按键运行，按键初始化主要负责跟按键相关的IO端口设置、中断设置。按键运行就是OSAL检测按键的过程。

按键初始化

1、初始化按键

在main函数调用函数

void HalDriverInit (void);

HalDriverInit 对HAL层（硬件抽象层）做初始化，并在其内部调用

void HalKeyInit( void );

完成按键的初步初始化，按键初始化主要是把按键对应到IO口，并指定IO口的方向，并且把全局变量HalKeyConfigured设置为FALSE，这是因为虽然按键已经初始化了（指定了端口），但是还没有配置中断，也没有设置key的处理函数（用于向指定task发送key的消息）。

HalKeyInit函数对按键的初始化代码如下:

  halKeySavedKeys = 0;  // Initialize previous key to 0.
  HAL_KEY_SW_6_SEL &= ~(HAL_KEY_SW_6_BIT);    /* Set pin function to GPIO */
  HAL_KEY_SW_6_DIR &= ~(HAL_KEY_SW_6_BIT);    /* Set pin direction to Input */
  HAL_KEY_JOY_MOVE_SEL &= ~(HAL_KEY_JOY_MOVE_BIT); /* Set pin function to GPIO */
  HAL_KEY_JOY_MOVE_DIR &= ~(HAL_KEY_JOY_MOVE_BIT); /* Set pin direction to Input */
  P2INP |= PUSH2_BV;  /* Configure GPIO tri-state. */
   /* Initialize callback function */
  pHalKeyProcessFunction  = NULL;//key的处理函数还未设置，需要在HalKeyConfig函数中设置
  /* Start with key is not configured */
  HalKeyConfigured = FALSE;

代码中将SW6按键绑定到了P0_1端口，P0是一个8bit的端口，P0_1是第二位。当读取P0口时，如果第二位为1，则为高电平，第二位为0，则为低电平。

2、配置按键

在main函数下调用HalDriverInit 函数完成按键初始化后，接着调用函数

void InitBoard( uint8 level )

完成按键的配置。

InitBoard函数中执行按键配置，按键配置代码如下：

    /* Initialize Key stuff */
    OnboardKeyIntEnable = HAL_KEY_INTERRUPT_ENABLE;           //打开中断

    //OnboardKeyIntEnable = HAL_KEY_INTERRUPT_DISABLE;
    HalKeyConfig( OnboardKeyIntEnable, OnBoard_KeyCallback);    //调用HalKeyConfig做按键配置，将OnBoard_KeyCallback作为按键处理函数。

HalKeyConfig的作用是设置按键回调函数、配置按键对应IO口的中断。

HalKeyConfig其实还能给OSAL发消息，但是只有在HalKeyConfigured = TRUE的时候才能发消息。因为在初始化按键的时候把HalKeyConfigured 设置为了FALSE，所以第一次调用HalKeyConfig不会发OSAL消息。

按键运行

当OSAL开始运行后，按键的状态有三种:

未按下
按下的瞬间
按下还未弹起

1、未按下

未按下时，OSAL处于等待中断触发的状态中，以P0口的中断为例，P0对应的是SW6按键，中断函数是：

HAL_ISR_FUNCTION( halKeyPort0Isr, P0INT_VECTOR )

2、按下的瞬间

当按键被按下，中断也被触发，这时候中断函数HAL_ISR_FUNCTION会调用按键中断处理函数

void halProcessKeyInterrupt (void)

对按键作出处理，并且调用osal_start_timerEx 函数在HAL_KEY_DEBOUNCE_VALUE时间(25ms，防止按键抖动)后向OSAL的HAL task发出HAL_KEY_EVENT消息：

osal_start_timerEx (Hal_TaskID, HAL_KEY_EVENT, HAL_KEY_DEBOUNCE_VALUE);

OSAL把这个消息发给Hal_TaskID，Hal task会接受这个消息，继而调用Hal_ProcessEvent函数，Hal_ProcessEvent包括了多种硬件处理，例如LED UART KEY等，因为接受的消息是HAL_KEY_EVENT，所以进入按键处理分支：

uint16 Hal_ProcessEvent( uint8 task_id, uint16 events )
{
     .....//删略了其他HAL层收到的硬件消息，例如PERIOD_RSSI_RESET_EVTHAL_LED_BLINK_EVENT等等

if (events & HAL_KEY_EVENT)           //进入按键处理分支
  {
    /* Check for keys */
    HalKeyPoll();                               //读取按键的值
    /* if interrupt disabled, do next polling */
    if (!Hal_KeyIntEnable)
    {
      osal_start_timerEx( Hal_TaskID, HAL_KEY_EVENT, 100);
    }
    return events ^ HAL_KEY_EVENT;
  }
}

View Code

Hal_ProcessEvent在按键处理代码中，先调用HalKeyPoll函数读取key的值，HalKeyPoll函数对SW6按键的处理的代码如下

void HalKeyPoll (void)
{
  uint8 keys = 0;
  uint8 notify = 0;
   if (!(HAL_KEY_SW_6_PORT & HAL_KEY_SW_6_BIT))    /* Key is active low */
  {
    keys |= HAL_KEY_SW_6;                //如果SW_6_PORT是低电平，则将keys的对应位设置为1

  }
   /* If interrupts are not enabled, previous key status and current key status
   * are compared to find out if a key has changed status.
   */
  if (!Hal_KeyIntEnable)
  {
    if (keys == halKeySavedKeys)
    {
      /* Exit - since no keys have changed */
      return;
    }
    else
    {
      notify = 1;
    }
  }
  else
  {
    /* Key interrupt handled here */
    if (keys)
    {
      notify = 1;
    }
  }
   /* Store the current keys for comparation next time */
  halKeySavedKeys = keys;
   /* Invoke Callback if new keys were depressed */
  if (notify && (pHalKeyProcessFunction))//pHalKeyProcessFunction实际上就是回调函数，在hal_drive中中使用
  {
    (pHalKeyProcessFunction) (keys, HAL_KEY_STATE_NORMAL);
  }
}

View Code

HalKeyPoll首先判断sw6的端口是否按下，如果按下，此时HAL_KEY_SW_6_PORT是低电平，值为0。

然后，因为有keys!=0，并且开启了中断，需要将notify = 1。

最后，调用

(pHalKeyProcessFunction) (keys, HAL_KEY_STATE_NORMAL);

pHalKeyProcessFunction是全局变量，在InitBoard中，已经调用HalKeyConfig将其设置为了OnBoard_KeyCallback。

OnBoard_KeyCallback函数如下：

void OnBoard_KeyCallback ( uint8 keys, uint8 state )
{
  uint8 shift;
  (void)state;
   // shift key (S1) is used to generate key interrupt
  // applications should not use S1 when key interrupt is enabled
  shift = (OnboardKeyIntEnable == HAL_KEY_INTERRUPT_ENABLE) ? false : ((keys & HAL_KEY_SW_6) ? true : false);
   if ( OnBoard_SendKeys( keys, shift ) != SUCCESS )//向注册的task发送按键消息
  {
    //blabla
  }
   /* If any key is currently pressed down and interrupt
     is still enabled, disable interrupt and switch to polling */
  if( keys != 0 )
  {
    if( OnboardKeyIntEnable == HAL_KEY_INTERRUPT_ENABLE )//如果开启了中断，将其设置为不开中断，接下来就按照每100ms调用一次keypoll
    {
      OnboardKeyIntEnable = HAL_KEY_INTERRUPT_DISABLE;
      HalKeyConfig( OnboardKeyIntEnable, OnBoard_KeyCallback);
    }
  }
  /* If no key is currently pressed down and interrupt
     is disabled, enable interrupt and turn off polling */
  else
  {
    if( OnboardKeyIntEnable == HAL_KEY_INTERRUPT_DISABLE )//如果key==0，并且中断关闭，则重新打开终端。
    {
      OnboardKeyIntEnable = HAL_KEY_INTERRUPT_ENABLE;
      HalKeyConfig( OnboardKeyIntEnable, OnBoard_KeyCallback);
    }
  }
}

View Code

OnBoard_KeyCallback主要做俩件事，调用OnBoard_SendKeys函数将按键发送给注册过的task，也就是我们自己开发的task。OnBoard_SendKeys代码如下：

uint8 OnBoard_SendKeys( uint8 keys, uint8 state )

{
     ......

     osal_msg_send( registeredKeysTaskID, (uint8 *)msgPtr );//把按键消息发给注册ID registeredKeysTaskID的task

     ......
}

OnBoard_KeyCallback做的第二件事是开关中断，当按键触发中断后，OnBoard_KeyCallback将中断关闭，这样在Hal_ProcessEvent函数中将每100ms调用一次HalKeyPoll对key做轮询，并且在按键按下的过程中不再次进入OnBoard_KeyCallback ，这样就不会再次向注册的task发出按键消息。

至此，按键按下瞬间完成，接下来进入的是按下还未弹起的状态。

3、按下还未弹起

在上一个按键按下瞬间状态，调用了

HalKeyConfig( OnboardKeyIntEnable, OnBoard_KeyCallback);

关闭中断，此时会进入不配置中断的代码分支，如下：

else    /* Interrupts NOT enabled */
{
    // 关闭中断
    HAL_KEY_SW_6_ICTL &= ~(HAL_KEY_SW_6_ICTLBIT); /* don't generate interrupt */
    HAL_KEY_SW_6_IEN &= ~(HAL_KEY_SW_6_IENBIT);   /* Clear interrupt enable bit */
     

     //给HAL task发送HAL_KEY_EVENT，进入key polling
    osal_set_event(Hal_TaskID, HAL_KEY_EVENT);
}

接下来，由于给hal task发了消息，将进入hal的event处理函数

uint16 Hal_ProcessEvent( uint8 task_id, uint16 events );

因为event=HAL_KEY_EVENT，所以再次进入HAL_KEY_EVENT的处理代码：

if (events & HAL_KEY_EVENT)           //进入按键处理分支
{
    /* Check for keys */
    HalKeyPoll();
     /* if interrupt disabled, do next polling */
    if (!Hal_KeyIntEnable)
    {
      osal_start_timerEx( Hal_TaskID, HAL_KEY_EVENT, 100);
    }
}

跟前面处理中断不同的是，这次调用完HalKeyPoll()后，调用了：

osal_start_timerEx( Hal_TaskID, HAL_KEY_EVENT, 100);

启动了定时器，在100ms后，重新给Hal_TaskID发送HAL_KEY_EVENT消息，重新进入polling。

现在反过来看看按下还未弹起状态下的的HalKeyPoll()做了什么：

if (!Hal_KeyIntEnable)
  {
    if (keys == halKeySavedKeys)      //如果还是按下状态，则keys没有变化，此时不返回任何值。
    {
      /* Exit - since no keys have changed */
      return;
    }
    else
    {
      notify = 1;                               //如果按键弹起了，则将notify置1
    }
  }
    ....

/* Store the current keys for comparation next time */
  halKeySavedKeys = keys;
   /* Invoke Callback if new keys were depressed */
  if (notify && (pHalKeyProcessFunction))           //如果还是按下状态，notify=0，此时不执行pHalKeyProcessFunction。
  {                                                                     //如果按键弹起，则进入pHalKeyProcessFunction
    (pHalKeyProcessFunction) (keys, HAL_KEY_STATE_NORMAL);
  }

View Code

如果按下状态没有改变，函数HalKeyPoll()不做任何事，当按键弹起，notify被置1，进入pHalKeyProcessFunction对按键做处理。

pHalKeyProcessFunction其实就是OnBoard_KeyCallback，这个在前面的按键按下瞬间中分析过。现在来看看按键弹起时，OnBoard_KeyCallback怎么处理的：

/* If no key is currently pressed down and interrupt
     is disabled, enable interrupt and turn off polling */
  else
  {
    if( OnboardKeyIntEnable == HAL_KEY_INTERRUPT_DISABLE )
    {
      OnboardKeyIntEnable = HAL_KEY_INTERRUPT_ENABLE;
      HalKeyConfig( OnboardKeyIntEnable, OnBoard_KeyCallback);
    }
  }

当key==0，并且中断关闭，这时候重新打开中断。等待下一次按键触发中断。

至此，整个按键过程执行了一轮。

总的来说，还是感觉按键处理过于复杂，这里还有一些IO口配置的宏没有列出来，看了简直要晕倒。

转载于:https://www.cnblogs.com/wsecurity/p/3259263.html